一种刮板运输机链条寿命预测及断链位置判别方法技术

本发明专利技术提供一种刮板运输机链条寿命预测及断链位置判别方法，涉及检测技术领域。本发明专利技术的方法利用安装有磁块的刮板与霍尔传感器联合使用对刮板输送机断链进行检测，霍尔传感器设置在机头部与机尾部链轮外壳上，利用带有磁块的刮板经过霍尔传感器的脉冲信号判断当前时间间隔，将时间间隔反馈至工控机，工控机内部的处理程序进一步判断刮板输送机是否出现断链现象，并进一步判断是双侧断链还是单侧断链，单侧断链现象发生在哪一侧，能预判是否存在断链隐患及刮板是否存在偏摆现象，若存在断链隐患与偏摆现象将及时停机检修，防止刮板输送机继续运行造成断链现象，发生危险，解决了刮板输送机寿命预测与断链监控缺少实时性的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种刮板运输机链条寿命预测及断链位置判别方法
本专利技术涉及检测
，尤其涉及一种刮板运输机链条寿命预测及断链位置判别方法。
技术介绍
目前，在煤矿中使用刮板输送机进行运输的过程中，刮板输送机可能出现断链现象，不仅影响煤矿井下开采工作的工作效率，还危害井下工作人员安全，在工程实际中存在着诸多弊端，若人工对其进行监测，无法达到实时性，并且仅能在断链现象发生时进行判断，并不能在断链现象未发生时对当前工作进行预警，缺乏主动性，一旦发生断链，维修需消耗大量时间，造成大幅时间浪费，降低煤矿井下开采工作的安全性与可靠性。因此，有必要设计一种更好的检测技术，以解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种刮板运输机链条寿命预测及断链位置判别方法，对刮板输送机的刮板进行改造，每间隔固定的距离在刮板输送机的刮板上安装磁块，使其具有磁性，通过霍尔传感器监测具有磁性的刮板之间通过霍尔传感器的时间间隔，根据时间间隔的变化判断当前刮板输送机是否出现断链现象或存在断链隐患，完成刮板输送机的寿命预测及断链位置判别工作。为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案是：一种刮板运输机链条寿命预测及断链位置判别方法，在刮板输送机的刮板上安装磁块，在刮板输送机的机头与机尾链轮保护壳外表面的左右两侧设置霍尔传感器，利用安装磁块的相邻刮板通过霍尔传感器的时间间隔进行刮板输送机的断链检测；所述机头链轮保护壳外表面的每侧沿刮板输送机运动方向安装两个霍尔传感器，机尾链轮保护壳外表面的每侧安装一个霍尔传感器，左右两侧安装的霍尔传感器位置相对于与刮板短边平行的刮板中心线完全对称；刮板上安装的磁块对称安装在刮板的左右两端的中部；安装有磁块的刮板之间的两两距离完全相同；安装有磁块的刮板中有一个刮板上左右两端各安装有两个磁块，将该刮板定义为第1块刮板；其他安装有磁块的刮板左右两端各安装一个磁块，并按照刮板输送机机头至机尾的方向依次定义为第2块刮板、第3块刮板、......、第i块刮板、......、第n块刮板；安装有磁块的刮板经过机头链轮保护壳外表面的霍尔传感器时，左右两侧的霍尔传感器会感应磁块发出脉冲信号，该脉冲信号经A/D转换器转换处理后通过信号收发装置反馈至工控机，当下一个安装有磁块的刮板经过机头链轮保护壳外表面的霍尔传感器时，左右两侧的霍尔传感器会再次感应磁块发出脉冲，并经由A/D转换器和信号收发装置反馈至工控机；在运行过程中刮板输送机匀速运行，系统工控机内部设有模块化程序，能自动计算当前线速度下相邻两个安装有磁块的刮板上左右两端的磁块分别通过机头链轮保护壳外表面对应一侧的霍尔传感器时所需的时间间隔，将左右两侧的时间间隔分别进行记录，并与理论时间间隔进行比较，判断当前刮板输送机的运行状态，确定刮板输送机当前是否存在故障隐患，是否需要检修；刮板输送机运行当前运行线速度、电动机功率与转速、实时负载均由刮板输送机自身模块传递至工控机，工控机能够实时掌握刮板输送机以上参数，并且根据判断的当前刮板输送机的运行状态发出控制信号，由信号收发装置反馈至刮板输送机，控制刮板输送机的运行。进一步地，所述第1块刮板，每端安装的两个磁块之间的横向距离与机头链轮保护壳外表面每侧安装的两个霍尔传感器之间的横向距离相同；当机头链轮保护壳外表面的同侧两霍尔传感器同时检测到脉冲信号时，记为第1块刮板通过，之后每次安装有磁块的刮板通过机头链轮保护壳外表面的霍尔传感器时，先感应到磁块的霍尔传感器会感应磁块发出脉冲信号，工控机内部程序对刮板编号自加。进一步地，当第1块刮板经过机头链轮保护壳外表面的霍尔传感器时，工控机能够根据机头链轮保护壳外表面与机尾链轮保护壳外表面的霍尔传感器的距离和相邻两块安装有磁块的刮板之间的距离，判断已经经过机尾部或即将经过机尾部的刮板为第几块刮板。进一步地，所述工控机判断当前刮板输送机的运行状态的具体方法为：当刮板链处于原长状态时，将相邻两个安装有磁块的刮板经过机头链轮保护壳外表面的霍尔传感器的时间间隔定义为刮板输送机链条正常状态通过所需时间A；当刮板链发生最大形变，刮板链处于拉伸极限状态时，将相邻两个安装有磁块的刮板经过机头链轮保护壳外表面的霍尔传感器的时间间隔定义为刮板输送机链条最大拉伸状态下通过所需时间B；因测量过程、信号传输过程、霍尔传感器的安装、刮板改造过程和磁块安装过程中均会存在误差，因此，左右两侧霍尔传感器感应脉冲进而工控机记录时间后得到的时间间隔必然存在误差，将最大误差状态下相邻两个安装有磁块的刮板在左右两侧霍尔传感器感应的时间间隔的差值定义为刮板输送机刮板两侧通过时间最大误差C；若一侧刮板链磨损较大，出现明显拉长，另一侧刮板链磨损较小，拉长不明显，刮板输送机的刮板会出现明显偏摆，将这种情况下相邻两个安装有磁块的刮板在左右两侧霍尔传感器感应的时间间隔的差值定义为刮板输送机刮板最大偏摆状态下两侧通过时间差D；工控机计算相邻两个安装有磁块的刮板经过机头链轮保护壳外表面的霍尔传感器时，两刮板左、右两端的磁块分别经过对应一侧的霍尔传感器所需的时间间隔，将第i块刮板左端磁块经过机头链轮保护壳外表面霍尔传感器与第i+1块刮板左端磁块经过机头链轮保护壳外表面霍尔传感器的时间间隔定义为ti左，将第i块刮板右端磁块经过机头链轮保护壳外表面霍尔传感器与第i+1块刮板右端磁块经过机头链轮保护壳外表面霍尔传感器的时间间隔定义定义为ti右，将时间间隔ti左与ti右的差值的绝对值记为Δti；若ti左≦A且ti右≦A，则当前刮板输送机状态正常；若ti左>A或ti右>A，则判断是否Δti≦C，若是，则当前刮板输送机处于正常状态，出现ti左>A或ti右>A为检测误差，刮板输送机工作仍为正常，若否，则判断是否Δti>D，若是，则当前刮板输送机出现单侧断链现象，时间间隔较长的一侧出现断链，若否，则当前刮板输送机出现偏摆现象；若ti左>A且ti右>A，则判断是否ti左>B且ti右>B，若是，则当前刮板输送机出现双侧断链现象，若ti左>B或ti右>B，则当前刮板输送机为一侧断链，另一侧存在隐患，若ti左≦B且ti右≦B，则判断是否Δti≦C，若是，则当前刮板输送机双侧存在断链隐患，若否，则判断是否Δti≦D，若是，则当前刮板输送机存在隐患与偏摆现象，若否，则当前刮板输送机一侧断链，另一侧存在隐患，时间间隔较长的一侧出现断链。进一步地，经过上述判断，若发现第i块刮板与第i+1块刮板之间出现异常，则根据当前刮板输送机运行的线速度v、第i块刮板经过机头链轮保护壳外表面霍尔传感器与第1块刮板经过机头链轮保护壳外表面霍尔传感器之间的时间间隔Ti、第i+1块刮板经过机头链轮保护壳外表面霍尔传感器与第1块刮板经过机头链轮保护壳外表面霍尔传感器之间的时间间隔Ti+1，利用位移等于速度乘以时间即si＝vTi和si+1＝vTi+1，推出刮板链上的si至si+1处刮板输送机出现异常。进一步地，若刮板输送本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种刮板运输机链条寿命预测及断链位置判别方法，其特征在于：在刮板输送机的刮板上安装磁块，在刮板输送机的机头与机尾链轮保护壳外表面的左右两侧设置霍尔传感器，利用安装磁块的相邻刮板通过霍尔传感器的时间间隔进行刮板输送机的断链检测；/n所述机头链轮保护壳外表面的每侧沿刮板输送机运动方向安装两个霍尔传感器，机尾链轮保护壳外表面的每侧安装一个霍尔传感器，左右两侧安装的霍尔传感器位置相对于与刮板短边平行的刮板中心线完全对称；/n刮板上安装的磁块对称安装在刮板的左右两端的中部；安装有磁块的刮板之间的两两距离完全相同；安装有磁块的刮板中有一个刮板上左右两端各安装有两个磁块，将该刮板定义为第1块刮板；其他安装有磁块的刮板左右两端各安装一个磁块，并按照刮板输送机机头至机尾的方向依次定义为第2块刮板、第3块刮板、......、第i块刮板、......、第n块刮板；/n安装有磁块的刮板经过机头链轮保护壳外表面的霍尔传感器时，左右两侧的霍尔传感器会感应磁块发出脉冲信号，该脉冲信号经A/D转换器转换处理后通过信号收发装置反馈至工控机，当下一个安装有磁块的刮板经过机头链轮保护壳外表面的霍尔传感器时，左右两侧的霍尔传感器会再次感应磁块发出脉冲，并经由A/D转换器和信号收发装置反馈至工控机；在运行过程中刮板输送机匀速运行，系统工控机内部设有模块化程序，能自动计算当前线速度下相邻两个安装有磁块的刮板上左右两端的磁块分别通过机头链轮保护壳外表面对应一侧的霍尔传感器时所需的时间间隔，将左右两侧的时间间隔分别进行记录，并与理论时间间隔进行比较，判断当前刮板输送机的运行状态，确定刮板输送机当前是否存在故障隐患，是否需要检修；/n刮板输送机运行当前运行线速度、电动机功率与转速、实时负载均由刮板输送机自身模块传递至工控机，工控机能够实时掌握刮板输送机以上参数，并且根据判断的当前刮板输送机的运行状态发出控制信号，由信号收发装置反馈至刮板输送机，控制刮板输送机的运行。/n...

【技术特征摘要】
1.一种刮板运输机链条寿命预测及断链位置判别方法，其特征在于：在刮板输送机的刮板上安装磁块，在刮板输送机的机头与机尾链轮保护壳外表面的左右两侧设置霍尔传感器，利用安装磁块的相邻刮板通过霍尔传感器的时间间隔进行刮板输送机的断链检测；
所述机头链轮保护壳外表面的每侧沿刮板输送机运动方向安装两个霍尔传感器，机尾链轮保护壳外表面的每侧安装一个霍尔传感器，左右两侧安装的霍尔传感器位置相对于与刮板短边平行的刮板中心线完全对称；
刮板上安装的磁块对称安装在刮板的左右两端的中部；安装有磁块的刮板之间的两两距离完全相同；安装有磁块的刮板中有一个刮板上左右两端各安装有两个磁块，将该刮板定义为第1块刮板；其他安装有磁块的刮板左右两端各安装一个磁块，并按照刮板输送机机头至机尾的方向依次定义为第2块刮板、第3块刮板、......、第i块刮板、......、第n块刮板；
安装有磁块的刮板经过机头链轮保护壳外表面的霍尔传感器时，左右两侧的霍尔传感器会感应磁块发出脉冲信号，该脉冲信号经A/D转换器转换处理后通过信号收发装置反馈至工控机，当下一个安装有磁块的刮板经过机头链轮保护壳外表面的霍尔传感器时，左右两侧的霍尔传感器会再次感应磁块发出脉冲，并经由A/D转换器和信号收发装置反馈至工控机；在运行过程中刮板输送机匀速运行，系统工控机内部设有模块化程序，能自动计算当前线速度下相邻两个安装有磁块的刮板上左右两端的磁块分别通过机头链轮保护壳外表面对应一侧的霍尔传感器时所需的时间间隔，将左右两侧的时间间隔分别进行记录，并与理论时间间隔进行比较，判断当前刮板输送机的运行状态，确定刮板输送机当前是否存在故障隐患，是否需要检修；
刮板输送机运行当前运行线速度、电动机功率与转速、实时负载均由刮板输送机自身模块传递至工控机，工控机能够实时掌握刮板输送机以上参数，并且根据判断的当前刮板输送机的运行状态发出控制信号，由信号收发装置反馈至刮板输送机，控制刮板输送机的运行。


2.根据权利要求1所述的刮板运输机链条寿命预测及断链位置判别方法，其特征在于：所述第1块刮板，每端安装的两个磁块之间的横向距离与机头链轮保护壳外表面每侧安装的两个霍尔传感器之间的横向距离相同；当机头链轮保护壳外表面的同侧两霍尔传感器同时检测到脉冲信号时，记为第1块刮板通过，之后每次安装有磁块的刮板通过机头链轮保护壳外表面的霍尔传感器时，先感应到磁块的霍尔传感器会感应磁块发出脉冲信号，工控机内部程序对刮板编号自加。


3.根据权利要求2所述的刮板运输机链条寿命预测及断链位置判别方法，其特征在于：所述当第1块刮板经过机头链轮保护壳外表面的霍尔传感器时，工控机能够根据机头链轮保护壳外表面与机尾链轮保护壳外表面的霍尔传感器的距离和相邻两块安装有磁块的刮板之间的距离，判断已经经过机尾部或即将经过机尾部的刮板为第几块刮板。


4.根据权利要求3所述的刮板运输机链条寿命预测及断链位置判别方法，其特征在于：所述工控机判断当前刮板输送机的运行状态的具体方法为：
当刮板链处于原长状态时，将相邻两个安装有磁块的刮板经过机头链轮保护壳外表面的霍尔传感器的时间间隔定义为刮板输送机链条正常状态通过所需时间A；当刮板链发生最大形变，刮板链处于拉伸极限状态时，将相邻两个安装有磁块的刮板经过机头链轮保护壳外表面的霍尔传感器的时间间隔定义为刮板输送机链条最大拉伸状态下通过所需时间B；因测量过程、信号传输过程、霍尔传感器的安...

【专利技术属性】
技术研发人员：张强，田莹，刘思远，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：山东;37